D编程语言中的Pimpl-idiom

Question

D有一个梦幻般的模块系统，与C++相比，它大大缩短了编译时间。根据文献，D仍然提供了不透明的结构和联合体，以便实现这个pimpl习语。我的问题是：我怎样才能在一个模块中声明一个嵌套结构（或联合），并在另一个模块中定义它？这是什么语法？

在C++中的头看起来像这样

struct S { 
    ... 
    struct Impl; 
    Impl * p; 
}; 

和实现文件（CPP文件）会用一些有趣的前瞻性:: -syntax这样的：

#include "header.h" 
struct S::Impl { 
    ... 
}; 

我如何在D中实现相同？

Answer 1

D（DMD，至少）使用.di文件进行声明。它们有点相当于C .h文件，但它们是可选的。 D编译器可以自动生成.di文件（当指定-H开关时），但我相信目前它所做的只是剥离函数体和单元测试。

下面是实现PIMPL一种方式使用.di文件：

• mod.di：

  struct S 
  { 
      struct I; 
      I* pi; 
  } 
  

• mod.d：

  struct S 
  { 
      struct I 
      { 
       int v; 
      } 
  
      I* pi; 
  } 
  

请注意，目前您有责任确保S中的字段在.d和.di文件中都相同 - 如果它们不同，编译后的模块将不同地了解字段的布局方式，这可能导致内存损坏。当前的编译器实现不会验证.d和.di文件中的定义是否匹配。

Answer 2

我的问题是：如何在一个模块中声明一个嵌套的结构（或联合）并在另一个模块中定义它？

为了得到它 - 这是故意不可能在D设计。这是拥有可靠模块系统的直接后果 - 每个符号声明都由其声明的模块名称隐含地限定。由于各种原因，您不能将符号劫持到另一个模块“命名空间”中。

这就是说，没有必要在同一模块中使用pimpl的方法。有关更多详细信息，请参阅Cyber​​Shadow答案。

Answer 3

另一种方法是基于D的系统类的层次上：

所有对象继承或明或暗地在对象。

这样的想法是PIMPL实现在OuterClass，生成相应的 二档，手动从二档 删除OuterClassPrivate的所有定义和改变平普尔成员的声明。

例如：

共享库的第一版本

module pimpl.mylib; 

class PimplTest 
{ 
    this() 
    { 
     mImpl = new PimplTestPrivate(); 
    } 

    ~this() 
    { 
    } 

    string sayWhat(string what) 
    { 
     return mImpl.ku ~ " " ~ what; 
    } 

    private class PimplTestPrivate 
    { 
     string ku = "Ku!!1"; 
    } 

    private PimplTestPrivate mImpl; 
} 

测试应用：

module main; 

import std.stdio; 
import pimpl.mylib; 

void main() 
{ 
    PimplTest t = new PimplTest(); 
    writeln(t.sayWhat("?")); 
} 

共用MYLIB可以内置下面的方式（在Linux下）：

$ dmd -H -c mylib.d -fPIC 
$ dmd -ofmylib.so mylib.o -shared -defaultlib=libphobos2.so -L-rpath=/path/to/where/shared/phobos/library/is 

然后编辑genereated二档：

// D import file generated from 'mylib.d' 
module pimpl.mylib; 
class PimplTest 
{ 
    this(); 
    ~this(); 
    string sayWhat(string what); 

    // NOTE this 
    private Object mImpl; 
} 

编译测试itsel

$ dmd -c main.d /path/to/first/version/of/mylib.di 
$ ln -s /path/to/first/version/of/mylib.so . 
$ dmd main.o -L-l:mylib.so -defaultlib=libphobos2.so -L-rpath=/path/to/where/shared/phobos/library/is:. 
$ ./main 
Say: ? 

然后我们改变MYLIB：

module pimpl.mylib; 

import std.conv; 

class PimplTest 
{ 
    this() 
    { 
     mImpl = new PimplTestPrivate(); 
    } 

    ~this() 
    { 
    } 

    string sayWhat(string what) 
    { 
     return mImpl.getMessage1(mImpl.getValue(), what); 
    } 

    private class PimplTestPrivate 
    { 
     int getValue() 
     { 
      return 42; 
     } 

     string ku = "Ku!!1"; 

     string getMessage1(int x, string y) 
     { 
      return "x = " ~ to!(string)(x) ~ ", " ~ y; 
     } 

     double pi = 22.0/7.0; 
    } 

    private PimplTestPrivate mImpl; 
} 

编译并替换二进制共享对象（所以文件）的第一个版本的mylib刚建成一个。运行测试应用程序不能崩溃，但输出会有所不同。